JP3363715B2 - 溶接線検出方法と装置 - Google Patents

溶接線検出方法と装置

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JP3363715B2
JP3363715B2 JP22728596A JP22728596A JP3363715B2 JP 3363715 B2 JP3363715 B2 JP 3363715B2 JP 22728596 A JP22728596 A JP 22728596A JP 22728596 A JP22728596 A JP 22728596A JP 3363715 B2 JP3363715 B2 JP 3363715B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接を自動
化する溶接線検出方法に関し、たとえばアーク溶接用ロ
ボットや自動機などの視覚センサとして溶接線の検出を
行い、溶接線の位置やギャップ大きさの情報をアーク溶
接用ロボットや自動機に提供する溶接線検出方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、溶接線の位置を検出する方法とし
ては、スリット光を溶接材の開先面に照射し、これによ
って開先部を横断した光切断像を得て、この光切断像を
撮像装置により撮像し、この撮像によって得られた光切
断像を画像処理によって処理し、溶接線の位置を検出す
るものがある。この方法は、一般的に光切断法による溶
接線検出法と呼ばれている。
【0003】図16は従来の光切断法を用いた溶接線検
出装置を示す。なお、対象とする溶接線の形状は、上板
19aと下板19bからなる隅肉継ぎ手を代表例として
説明する。
【0004】この溶接線検出装置は、センサ部91と画
像処理部94とから構成される。センサ部91は、半導
体レーザなどからなる投光部92と、CCD撮像素子な
どからなる撮像部93とから構成され、撮像部93は投
光部92に対して一定の角度で配置されている。画像処
理部94は、撮像部93から出力される画像信号をディ
ジタル量に変換するA/D変換器95と、A/D変換器
95からのディジタル量に変換された画像信号を記憶し
ておく画像データ記憶部96と、画像データ記憶部96
の画像データを画像処理を実行して溶接線の位置を検出
するマイクロコンピュータなどから構成される画像デー
タ演算処理部97より構成される。
【0005】溶接線の位置の検出は、図17に示したよ
うに画像データ記憶部96の画像データを、画像データ
演算処理部97にて2値化・細線化などの画像処理を順
次実行し、撮像したスリット光の屈曲点W(a,b)の
画素位置を検出する。
【0006】この得られた屈曲点の画素位置に対し座標
変換処理を実行して溶接線の位置に変換した上でロボッ
ト制御装置98に送信する。ロボット制御装置98はそ
の溶接線の位置情報をもとに、溶接用トーチが取り付け
られている溶接用ロボットの先端位置を補正する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、図17に示したように画像に2次反射の
影響が出たり、溶接用ワークの表面に傷などが存在して
撮像したスリット光の画像データを2値化・細線化など
の画像処理を順次実行してもノイズ成分が除去できず、
撮像したスリット光の屈曲点W(a,b)の画素位置を
検出するのがたいへん困難であるという問題を有してい
るのが現状である。
【0008】また、上記従来の構成では、スリット光の
屈曲点の近傍のみを入力するための画像入力領域(ウイ
ンドウ)の位置を、上記と同様の理由で正確に設定でき
ず、安定した検出や検出精度が向上できないなどという
問題点も有していた。
【0009】また、上記従来の構成では、溶接線にギャ
ップなどが存在した場合についても検出が安定せず、ま
たそのギャップの大きさなども正確に検出することが困
難であった。
【0010】また、上記従来の構成では、溶接線の位置
やギャップ情報を対応させて記憶する箇所がなかったた
め、溶接線検出装置の内部にて溶接線形状(溶接線の位
置とギャップ情報を連続的に算出したもの)を推測する
ことも困難であった。
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決したもの
であり、溶接線の近傍での2次反射やギャップなどの影
響を受け難くできる溶接線検出方法を提供することを目
的とする。
【0012】また、ギャップの大きさを正確に検出でき
る溶接線検出方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の溶接線検出方法
は、水平方向の濃淡投影値と垂直方向の濃淡投影値の重
心演算に際して、濃淡投影値処理部より得られた濃淡投
影値の変曲点の最大値および最小値とで決定される設定
値で濃淡投影値を切り取り、この切り取られた水平方向
の濃淡投影値と垂直方向の濃淡投影値に対して重心演算
を実行し、その結果より得られた水平方向と垂直方向の
重心位置に対応する画素位置を求め、その画素位置より
溶接線の位置を算出することを特徴とする。
【0014】この本発明によると、溶接線の近傍での2
次反射やギャップなどの影響を受け難くしたり、ギャッ
プの大きさを正確に検出できる。
【0015】
【発明の実施の形態】請求項1記載の溶接線検出方法
は、溶接線部に対して所定の線幅のスリット光を照射
し、この照射光に対し一定の角度をなす角度からスリッ
ト光を撮像し、撮像によって得られた画像信号に基づい
て水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出し、水
平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値
と最小値とで決定される設定値で濃淡投影値を切り取
り、この切り取られた水平方向の濃淡投影値と垂直方向
の濃淡投影値に対して重心演算を実行し、その結果より
得られた水平方向と垂直方向の重心位置に対応する画素
位置を求め、その画素位置に対応した座標変換を行い溶
接線の位置を算出することを特徴とする。
【0016】請求項2記載の溶接線検出方法は、溶接線
部に対して所定の線幅のスリット光を照射し、この照射
光に対し一定の角度をなす角度からスリット光を撮像
し、撮像によって得られた画像信号に基づいて水平方向
ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出し、水平方向なら
びに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値と
で決定される設定値で濃淡投影値を切り取り、この切り
取られた水平方向の濃淡投影値と垂直方向の濃淡投影値
に対して重心演算を実行し、その結果より得られた水平
方向と垂直方向の画素位置をもとに画像入力領域のウイ
ンドウを設定し、その設定されたウインドウを用いて再
び画像データを取り込み、その取り込まれた画像データ
に対して水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出
し、水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の
最大値と最小値とで決定される設定値で濃淡投影値を切
り取り、この切り取られた水平方向の濃淡投影値と垂直
方向の濃淡投影値に対して重心演算を実行し、その結果
より得られた水平方向と垂直方向の重心位置に対応する
画素位置を求め、その画素位置に対応した座標変換を行
い溶接線の位置を算出することを特徴とする。
【0017】請求項3記載の溶接線検出方法は、溶接線
部に対して所定の線幅のスリット光を照射し、この照射
光に対し一定の角度をなす角度からスリット光を撮像
し、撮像によって得られた画像信号に基づいて水平方向
ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出し、水平方向なら
びに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値と
で決定される設定値で濃淡投影値を切り取り、この切り
取られた両端部分の画素位置より画素間の幅を求め、あ
らかじめ実験により求めた画素間の幅とギャップの大き
さの関係より検出対象となる溶接線のギャップの大きさ
を算出することを特徴とする。
【0018】請求項4記載の溶接線検出装置は、溶接線
部に対して所定の線幅のスリット光を照射する投光部
と、前記投光部からの照射光に対し一定の角度をなす角
度から前記スリット光を撮像する撮像部と、前記撮像部
からの画像信号をディジタル量に変換するA/D変換器
と、前記A/D変換器からのディジタル画像信号を画像
データとして記憶する画像データ記憶部と、前記A/D
変換器からのディジタル画像信号をもとに水平方向なら
びに垂直方向の濃淡投影値を算出するための水平方向加
算器と水平方向投影値記憶部ならびに垂直方向加算器と
垂直方向投影値記憶部とを有する濃淡投影値処理部と、
前記濃淡投影値処理部で得られた水平方向と垂直方向の
濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値とで決定される設
定値で濃淡投影値を切り取り、この切り取られた水平方
向の濃淡投影値と垂直方向の濃淡投影値にに対して重心
演算を実行する重心演算処理部と、前記画像データや前
記重心演算処理部の結果をもとに溶接線位置を算出する
画像データ演算処理部とを設けたことを特徴とする。
【0019】請求項5記載の溶接線検出装置は、請求項
4において、溶接線部の複数の検出ポイントに対応して
溶接線の位置検出データと、水平方向ならびに垂直方向
の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値とで決定される
設定値で濃淡投影値を切り取り、この切り取られた両端
部分の画素位置より画素間の幅を求め、あらかじめ実験
により求めた画素間の幅とギャップの大きさの関係より
検出対象となる溶接線のギャップの大きさのデータを記
憶する検出データ記憶部を設け、この検出データ記憶部
に記憶した検出データを用いて前記の検出ポイント間を
補間し、連続的な溶接線データへ画像データ演算処理部
にて変換し、ロボット側でのギャップの大きさに応じて
溶接条件を制御するように構成したことを特徴とする。
【0020】以下、本発明の溶接線検出方法を図1〜図
15に示す具体的な実施の形態に基づいて説明する。な
お、対象とする溶接線の形状は、図1に示す上板19a
と下板19bからなる隅肉継ぎ手を代表例として説明す
る。
【0021】本発明の溶接線検出方法を採用した図1に
示す溶接線検出装置は、大きく分けるとセンサ部1と画
像処理部2から構成される。センサ部1は図2に示すよ
うに、投光部3と撮像部4から構成され、それらは照射
光に対し一定の角度をなす角度で配置され、図2に示し
たX方向とZ方向の2次元の位置情報を検出できる配置
となっている。
【0022】投光部3は、スポット状のレーザ光を放出
する半導体レーザ15と、それをスリット状に変換する
シリンドリカルレンズ16とから構成されている。撮像
部4は、CCD撮像素子17と対物レンズ18とから構
成され、溶接線を切断する形のスリット光を撮像できる
ようになっている。
【0023】画像処理部2は、撮像部4からの画像信号
をディジタル量に変換するA/D変換器5と、A/D変
換器5からのディジタル画像信号を画像データとして記
憶する画像データ記憶部6と、A/D変換器5からのデ
ィジタル画像信号をもとに水平方向ならびに垂直方向の
濃淡投影値を算出するための水平方向加算器8と水平方
向投影値記憶部10ならびに垂直方向加算器9と垂直方
向投影値記憶部11とを有する濃淡投影値処理部7と、
濃淡投影値処理部7で得られた水平方向と垂直方向の濃
淡投影結果に対して重心演算を実行する重心演算処理部
13と、画像データ記憶部6や重心演算処理部13の結
果をもとに溶接線の位置を算出する主にマイクロコンピ
ュータなどからなる画像データ演算処理部12とから構
成される。
【0024】また、この溶接線検出装置をロボットシス
テムに適用したシステム構成は、図3に示すようにロボ
ット本体20に取り付けられた溶接用トーチ21の横
に、センサ部1が取り付けられる。そして、センサ部1
からの画像信号はケーブルを介して画像処理部2に送信
される。画像処理部2では溶接線検出処理を実行し、そ
の結果をシリアル通信(RS232C,RS422)を介して、ロボ
ット制御装置14に送信する。
【0025】ロボット側は、その検出結果をもとにロボ
ット先端位置を、溶接線に対して最適な位置関係となる
ように位置補正を行って、溶接ワークのセッティング時
のズレ誤差を自動的に吸収しようとするものである。
【0026】溶接線検出装置の検出処理の内容を図4を
用いて説明する。まず、画像データとして取り込まれる
隅肉継ぎ手の画像データが、図4に示す22aで画像処
理領域(ウインドウ)が23aであるとすると、この画
像データ22aは濃淡投影処理部7において、水平方向
は水平方向加算器8で画素毎に加算しその結果が水平方
向投影記憶部10に記憶され、垂直方向は垂直方向加算
器9で画素毎に加算しその結果が垂直方向投影記憶部1
1に記憶される。この処理の結果は、図4において水平
方向濃淡投影値24と垂直方向濃淡投影値25で示され
る。
【0027】そして、この処理の結果に対し重心演算処
理を重心演算処理部13にて実行し、重心位置の画素位
置を水平方向と垂直方向について求める。その求め方
は、その垂直方向濃淡投影の最大値Pvmax と最小値P
min を求め、その差(Pvma x −Pvmin )にあらか
じめ実験で求めた係数を掛けた設定値THvを求め、そ
の設定値THvにより垂直方向濃淡投影値25を切り取
り、その上の部分について重心演算を実行する。
【0028】その内容は図5に示したように、設定値T
Hvで切られた画素位置の小さい方をil、大きい方を
ir、垂直方向濃淡投影値をPv(i)とすると、垂直
方向の重心位置の画素位置aは、下記(1)式で表され
る。
【0029】
【数1】 同様に、水平方向濃淡投影の最大値Phmax と最小値P
min を求め、その差(Phmax −Phmin )にあらか
じめ実験で求めた係数を掛けた設定値THhを求め、そ
の設定値THhにより水平方向濃淡投影値24を切り取
り、その上の部分について重心演算を実行する。設定値
THhで切られた画素位置の小さい方をip、大きい方
をiq、水平方向濃淡投影値をPh(i)とすると、水
平方向の重心位置の画素位置bは、下記(2)式で表さ
れる。
【0030】
【数2】 よって、以上のように溶接線に対応する画素位置W
(a,b)が求められる。そして、この画素位置W
(a,b)に対し、座標変換(単純な比例計算)を行
い、実際の溶接ワーク上での溶接線の位置を算出する。
【0031】また、図6は濃淡投影処理値の値の最大値
が複数個である場合で、最大値のみで画素位置を決定で
きない場合の例であり、このような場合でも今回の重心
演算を用いる方法では、溶接位置を安定してしかも精度
良く検出できる。
【0032】また、溶接線の形状が図14に示すように
上板19cと下板19dからなる重ね継ぎ手の場合につ
いても図7に示す。この場合、得られる画像データは2
2bのような形状となるが、検出方法は同様であり、隅
肉継ぎ手と同様、溶接線の位置の検出が可能である。
【0033】以上の溶接線検出方法の手順と、その処理
内容を図8のフローチャートに表した。次に、濃淡投影
処理結果に対して重心演算を実行し、その結果を用いて
ウインドウ位置を設定し、再度そのウインドウに対して
上記で述べた溶接線検出方法を実行する溶接線検出方法
について図9と図10を用いて説明する。
【0034】図9に示したのは、最初に取り込む画像デ
ータのウインドウ23aと、2回目に画像データを取り
込むウインドウ23bを表す。図10にその処理手順を
フローチャートで示した。
【0035】先ず、ウインドウ23aで画像データ取り
込みと濃淡投影処理を同時に実行し、得られた濃淡投影
値の変曲点の最大値および最小値とで決定される設定値
で切り取る。
【0036】そして、この切り取られた水平方向の濃淡
投影値と垂直方向の濃淡投影値に対して重心演算を実行
し、その結果、得られた水平方向と垂直方向の画素位置
をもとに画像入力領域のウインドウ23bを設定し、そ
の設定されたウインドウ23bを用いて再び画像データ
を取り込むと同時に濃淡投影処理を実行する。
【0037】そして、その濃淡投影処理結果に対して再
度重心演算を実行し、溶接線に対応する画素位置を求め
てから、座標変換を行い溶接線の位置を算出する。次
に、溶接線のギャップの大きさを検出する方法を図11
〜図13を用いて説明する。
【0038】図11のように、隅肉継ぎ手の上板19a
と下板19bとの間にギャップDが存在した場合には図
12に示したような画像22cが得られ、水平方向およ
び垂直方向の濃淡投影処理結果も図12のような形状が
得られる。
【0039】ここで、水平方向の濃淡投影処理の結果P
hに着目してみると、その形状にギャップの大きさの情
報が表れていることが実験の結果から解明された。よっ
て、そのギャップの大きさに対応する画素間の幅dを求
め、そのdに対応する実際の溶接ワークでのギャップの
大きさDを、実験で求めた図13の画素間の幅とギャッ
プの大きさの関係グラフより算出する。
【0040】次に、溶接線の位置データとギャップの大
きさを対応させて記憶する方法について図14と図15
を用いて説明する。図14に示したように、溶接用ロボ
ット20のトーチ21の横に取り付けられたセンサ部1
を、溶接開始の前に溶接線検出動作を何ヶ所(ポイント
1,ポイント2,ポイント3,……… )で実行し、そ
れぞれの検出ポイントに対応して溶接線の位置検出デー
タと上記記載の検出方法で得られたギャップの大きさの
データを、それぞれのポイントに対応させて記憶する検
出データ記憶部26を、溶接線検出装置2の内部に設け
た構成をとっている。
【0041】このことにより、記憶した検出データを用
いてポイント間を補間し、連続的な溶接線データへ画像
データ演算処理部12にて変換し、かつ、ロボット制御
装置14へ送信することで、ロボット側でのギャップの
大きさに応じての溶接条件適応制御などが可能となる。
【0042】
【発明の効果】請求項1記載の溶接線検出方法によれ
ば、溶接線部に対して所定の線幅のスリット光を照射
し、この照射光に対し一定の角度をなす角度からスリッ
ト光を撮像し、撮像によって得られた画像信号に基づい
て水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出し、水
平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値
と最小値とで決定される設定値で濃淡投影値を切り取
り、この切り取られた水平方向の濃淡投影値と垂直方向
の濃淡投影値に対して重心演算を実行し、その結果より
得られた水平方向と垂直方向の重心位置に対応する画素
位置を求め、その画素位置に対応した座標変換を行い溶
接線の位置を算出するので、溶接線の近傍での2次反射
やギャップなどの影響を受け難くでき、溶接線検出の安
定化と検出精度の大幅な向上が図れる。
【0043】請求項2記載の溶接線検出方法によれば、
溶接線部に対して所定の線幅のスリット光を照射し、こ
の照射光に対し一定の角度をなす角度からスリット光を
撮像し、撮像によって得られた画像信号に基づいて水平
方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出し、水平方向
ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小
値とで決定される設定値で濃淡投影値を切り取り、この
切り取られた水平方向の濃淡投影値と垂直方向の濃淡投
影値に対して重心演算を実行し、その結果より得られた
水平方向と垂直方向の画素位置をもとに画像入力領域の
ウインドウを設定し、その設定されたウインドウを用い
て再び画像データを取り込み、その取り込まれた画像デ
ータに対して水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を
算出し、水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲
点の最大値と最小値とで決定される設定値で濃淡投影値
を切り取り、この切り取られた水平方向の濃淡投影値と
垂直方向の濃淡投影値に対して重心演算を実行し、その
結果より得られた水平方向と垂直方向の重心位置に対応
する画素位置を求め、その画素位置に対応した座標変換
を行い溶接線の位置を算出するので、さらに溶接線検出
の安定化と検出精度の大幅な向上が図れる。
【0044】請求項3記載の溶接線検出方法によれば、
溶接線部に対して所定の線幅のスリット光を照射し、こ
の照射光に対し一定の角度をなす角度からスリット光を
撮像し、撮像によって得られた画像信号に基づいて水平
方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出し、水平方向
ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小
値とで決定される設定値で濃淡投影値を切り取り、この
切り取られた両端部分の画素位置より画素間の幅を求
め、あらかじめ実験により求めた画素間の幅とギャップ
の大きさの関係より検出対象となる溶接線のギャップの
大きさを算出するので、精度良くしかも安定して検出す
ることが可能となる。
【0045】請求項4記載の溶接線検出装置によれば、
溶接線部に対して所定の線幅のスリット光を照射する投
光部と、前記投光部からの照射光に対し一定の角度をな
す角度から前記スリット光を撮像する撮像部と、前記撮
像部からの画像信号をディジタル量に変換するA/D変
換器と、前記A/D変換器からのディジタル画像信号を
画像データとして記憶する画像データ記憶部と、前記A
/D変換器からのディジタル画像信号をもとに水平方向
ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出するための水平方
向加算器と水平方向投影値記憶部ならびに垂直方向加算
器と垂直方向投影値記憶部とを有する濃淡投影値処理部
と、前記濃淡投影値処理部で得られた水平方向と垂直方
向の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値とで決定され
る設定値で濃淡投影値を切り取り、この切り取られた水
平方向の濃淡投影値と垂直方向の濃淡投影値にに対して
重心演算を実行する重心演算処理部と、前記画像データ
や前記重心演算処理部の結果をもとに溶接線位置を算出
する画像データ演算処理部とを設けたため、上記の溶接
線検出方法を実現できる。
【0046】請求項5記載の溶接線検出装置によれば、
請求項4において、溶接線部の複数の検出ポイントに対
応して溶接線の位置検出データと、水平方向ならびに垂
直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値とで決定
される設定値で濃淡投影値を切り取り、この切り取られ
た両端部分の画素位置より画素間の幅を求め、あらかじ
め実験により求めた画素間の幅とギャップの大きさの関
係より検出対象となる溶接線のギャップの大きさのデー
タを記憶する検出データ記憶部を設け、この検出データ
記憶部に記憶した検出データを用いて前記の検出ポイン
ト間を補間し、連続的な溶接線データへ画像データ演算
処理部にて変換するように構成したため、溶接開始前に
溶接線検出動作を何ヶ所かで実行し、それぞれの検出ポ
イントに対応して溶接線の位置検出データと、算出した
ギャップの大きさのデータを対応させて検出データ記憶
部に記憶させることによって、ロボット側でのギャップ
の大きさに応じての、溶接条件適応制御などが容易に実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶接線検出方法を採用した溶接線検出
装置の構成図
【図2】同実施の形態のセンサ部の構成図
【図3】同実施の形態のロボットシステムの構成図
【図4】同実施の形態の隅肉継ぎ手での濃淡投影方法と
重心演算による溶接線検出方法の概略説明図
【図5】同実施の形態の隅肉継ぎ手でピーク値が明確な
場合の重心演算の説明図
【図6】同実施の形態の隅肉継ぎ手でピークが不明確な
場合の重心演算の説明図
【図7】同実施の形態の重ね継ぎ手での濃淡投影方法と
重心演算による溶接線検出方法の概略説明図
【図8】同実施の形態の濃淡投影方法と重心演算による
溶接線検出方法を示すフローチャート図
【図9】同実施の形態のウインドウに関する説明図
【図10】同実施の形態において、濃淡投影方法と重心
演算とによる溶接線検出方法にウインドウ設定を追加し
た場合の溶接線検出方法を示すフローチャート図
【図11】同実施の形態において、隅肉継ぎ手でギャッ
プが存在した場合の説明図
【図12】同実施の形態において、隅肉継ぎ手で濃淡投
影方法と重心演算によりギャップの大きさを検出する方
法の説明図
【図13】同実施の形態の画素間の幅とギャップの大き
さの関係を表すグラフ
【図14】溶接線の位置検出データとギャップの大きさ
のデータを対応させて記憶する場合のロボット動作説明
【図15】検出データ記憶部を設けた場合のブロック構
成図
【図16】従来の溶接線検出装置のブロック構成図
【図17】2値化と細線化と屈曲点検出による方法の説
明図
【符号の説明】
1 センサ部 2 画像処理部 3 投光部 4 撮像部 5 A/D変換器 6 画像データ記憶部 7 濃淡投影処理部 8 水平方向加算器 9 垂直方向加算器 10 水平方向投影値記憶部 11 垂直方向投影値記憶部 12 画像データ演算処理部 13 重心演算処理部 14 ロボット制御装置 19a 隅肉継ぎ手の上板 19b 隅肉継ぎ手の下板 19c 重ね継ぎ手の上板 19d 重ね継ぎ手の下板 20 ロボット本体 21 溶接用トーチ 22a 隅肉継ぎ手の撮像画像 22b 重ね継ぎ手の撮像画像 22c 隅肉継ぎ手にギャップが存在した場合の撮像画
像 23a 最初の画像入力領域を示すウインドウ 23b 2回目の画像入力領域を示すウインドウ 24 水平方向濃淡投影値 25 垂直方向濃淡投影値 26 検出データ記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/127 G01B 11/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶接線部に対して所定の線幅のスリット光
    を照射し、この照射光に対し一定の角度をなす角度から
    スリット光を撮像し、撮像によって得られた画像信号に
    基づいて水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出
    し、水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の
    最大値と最小値とで決定される設定値で濃淡投影値を切
    り取り、この切り取られた水平方向の濃淡投影値と垂直
    方向の濃淡投影値に対して重心演算を実行し、その結果
    より得られた水平方向と垂直方向の重心位置に対応する
    画素位置を求め、その画素位置に対応した座標変換を行
    い溶接線の位置を算出する溶接線検出方法。
  2. 【請求項2】溶接線部に対して所定の線幅のスリット光
    を照射し、この照射光に対し一定の角度をなす角度から
    スリット光を撮像し、撮像によって得られた画像信号に
    基づいて水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出
    し、水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の
    最大値と最小値とで決定される設定値で濃淡投影値を切
    り取り、この切り取られた水平方向の濃淡投影値と垂直
    方向の濃淡投影値に対して重心演算を実行し、その結果
    より得られた水平方向と垂直方向の画素位置をもとに画
    像入力領域のウインドウを設定し、その設定されたウイ
    ンドウを用いて再び画像データを取り込み、その取り込
    まれた画像データに対して水平方向ならびに垂直方向の
    濃淡投影値を算出し、水平方向ならびに垂直方向の濃淡
    投影値の変曲点の最大値と最小値とで決定される設定値
    で濃淡投影値を切り取り、この切り取られた水平方向の
    濃淡投影値と垂直方向の濃淡投影値に対して重心演算を
    実行し、その結果より得られた水平方向と垂直方向の重
    心位置に対応する画素位置を求め、その画素位置に対応
    した座標変換を行い溶接線の位置を算出する溶接線検出
    方法。
  3. 【請求項3】溶接線部に対して所定の線幅のスリット光
    を照射し、この照射光に対し一定の角度をなす角度から
    スリット光を撮像し、撮像によって得られた画像信号に
    基づいて水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出
    し、水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値の変曲点の
    最大値と最小値とで決定される設定値で濃淡投影値を切
    り取り、この切り取られた両端部分の画素位置より画素
    間の幅を求め、あらかじめ実験により求めた画素間の幅
    とギャップの大きさの関係より検出対象となる溶接線の
    ギャップの大きさを算出する溶接線検出方法。
  4. 【請求項4】溶接線部に対して所定の線幅のスリット光
    を照射する投光部と、前記投光部からの照射光に対し一
    定の角度をなす角度から前記スリット光を撮像する撮像
    部と、前記撮像部からの画像信号をディジタル量に変換
    するA/D変換器と、前記A/D変換器からのディジタ
    ル画像信号を画像データとして記憶する画像データ記憶
    部と、前記A/D変換器からのディジタル画像信号をも
    とに水平方向ならびに垂直方向の濃淡投影値を算出する
    ための水平方向加算器と水平方向投影値記憶部ならびに
    垂直方向加算器と垂直方向投影値記憶部とを有する濃淡
    投影値処理部と、前記濃淡投影値処理部で得られた水平
    方向と垂直方向の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値
    とで決定される設定値で濃淡投影値を切り取り、この切
    り取られた水平方向の濃淡投影値と垂直方向の濃淡投影
    に対して重心演算を実行する重心演算処理部と、前記
    画像データや前記重心演算処理部の結果をもとに溶接線
    位置を算出する画像データ演算処理部とを設けた溶接線
    検出装置。
  5. 【請求項5】溶接線部の複数の検出ポイントに対応して
    溶接線の位置検出データと、水平方向ならびに垂直方向
    の濃淡投影値の変曲点の最大値と最小値とで決定される
    設定値で濃淡投影値を切り取り、この切り取られた両端
    部分の画素位置より画素間の幅を求め、あらかじめ実験
    により求めた画素間の幅とギャップの大きさの関係より
    検出対象となる溶接線のギャップの大きさのデータを記
    憶する検出データ記憶部を設け、この検出データ記憶部
    に記憶した検出データを用いて前記の検出ポイント間を
    補間し、連続的な溶接線データへ画像データ演算処理部
    にて変換し、ロボット側でのギャップの大きさに応じて
    溶接条件を制御するように構成した請求項4記載の溶接
    線検出装置。
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